立体图像显示器的制作方法

专利名称：立体图像显示器的制作方法
立体图像显示器技术领域
本发明的实施方式涉及能够选择性地实现二维平面图像(以下称为“2D图像”)和 三维立体图像(以下称为“3D图像”)的立体图像显示器。
背景技术：
由于各种内容和电路技术的发展，能够选择性地实现2D图像和3D图像的立体图 像显示器已被开发并投入市场。用于实现立体图像显示器的3D图像的方法主要分为立体 技术和自动立体技术。
立体技术利用用户的左眼和右眼之间的视差图像并且具有良好的立体效果，立体 技术包括已经投入实际使用的眼镜型方法和非眼镜型方法。在非眼镜型方法中，通常将例 如视差屏障的用于分离左眼和右眼之间的视差图像的光轴的光学板安装在显示屏的前面 或后面。在眼镜型方法中，各自具有不同的偏振方向的左眼图像和右眼图像显示在显示面 板上，并且利用偏振眼镜或液晶(LC)快门眼镜来实现立体图像。
LC快门眼镜型立体图像显示器在显示元件上每一帧交替地显示左眼图像和右眼 图像，并且与显示定时同步地打开和关闭LC快门眼镜的左眼快门和右眼快门，从而实现3D 图像。在LC快门眼镜型立体图像显示器中，由于LC快门眼镜具有短的数据打开时间，所以 3D图像的亮度低。此外，由于在显示元件和LC快门眼镜之间的同步以及开/关转换响应特 性，会产生严重的3D串扰。
在偏振眼镜型立体图像显示器中，将例如图案化延迟器的偏振分离器件附接至显 示面板。图案化延迟器分离显示在显示面板上的左眼图像和右眼图像的偏振光。当观看者 观看偏振眼镜型立体图像显示器上的立体图像时，观看者佩戴偏振眼镜。由此，观看者通过 偏振眼镜的左眼滤光器看见左眼图像的偏振光，并且通过偏振眼镜的右眼滤光器看见右眼 图像的偏振光，从而给出立体感觉。
现有的偏振眼镜型立体图像显示器的显示面板可以使用液晶显示面板。由于液晶 显示面板的上玻璃基板的厚度和上偏振板的厚度导致在液晶显示面板的像素阵列与图案 化延迟器之间产生视差，进而导致较差的垂直视角。当观看者以比与液晶显示面板的正面 更高或更低的垂直视角观看显示在偏振眼镜型立体图像显示器上的立体图像时，他或她在 用一只眼睛(即，左眼或右眼)观看立体图像时可能感觉到左眼图像与右眼图像彼此交叠的 3D串扰。
为了解决偏振眼镜型立体图像显示器中的垂直视角处的3D串扰问题，日本特许 公开第2002-185983号提出了一种用于在立体图像显示器的图案化延迟器(或3D膜)上形 成黑条(black stripe)的方法。在与该方法不同的方法中，可以增大形成在液晶显示面板 上的黑底的宽度。然而，在图案化延迟器上形成黑条会导致2D图像和3D图像的亮度降低， 并且黑底会与黑条相互影响，从而产生莫尔波纹(moir6)。此外，黑底的宽度增大可能降低 开口率，从而降低2D图像和3D图像的亮度。
为了解决日本特许公开第2002-185983号中公开的偏振眼镜型立体图像显示器的问题，在对应于本申请人的(2009年4月17日提交的)韩国专利申请No. 10-2009-0033534 和(2009年8月5日提交的)美国申请No. 12/536,031 (通过引用将其全部内容并入本文) 中公开了用于将显示面板的各个像素划分为两部分并利用有源黑条控制该两部分中的一 个的技术。由本申请人提出的立体图像显示器将各个像素划分为两部分，在2D模式中将2D 图像数据写入各个划分的像素，从而防止2D图像的亮度降低，还在3D模式中在各个像素的 经划分的一个部分上显示3D图像并在另一部分上显示黑色图像，从而扩展3D图像的垂直 视角。然而，在有源黑条技术中，选通线的数量由于各个像素被分为两部分而加倍，因此，选 通驱动器的构造变得复杂。发明内容
本发明的实施方式提供了一种能够改进2D图像的亮度以及3D图像的垂直视角而 无需增加选通线的数量的立体图像显示器。
在一个方面，一种立体图像显示器，包括被配置为选择性地显示2D图像和3D图 像的显示面板，该显示面板包括多个像素；以及被配置为将来自所述显示面板的光分为第 一偏振光和第二偏振光的图案化延迟器，其中，所述多个像素中的各个像素包括主显示单 元，所述主显示单元包括第一像素电极和第一公共电极，所述第一像素电极通过第一薄膜 晶体管(TFT)连接至数据线，所述第一公共电极与所述第一像素电极相对并且连接至上公 共线；辅显示单元，所述辅显示单元包括第二像素电极和第二公共电极，所述第二像素电极 通过第二 TFT连接至所述数据线并且通过放电控制TFT连接至所述上公共线，所述第二公 共电极与所述第二像素电极相对并且连接至所述上公共线；以及线单元，所述线单元布置 在所述主显示单元和所述辅显示单元之间，所述线单元包括选通线和放电控制线，通过所 述选通线向所述第一 TFT和所述第二 TFT共同施加扫描脉冲，通过所述放电控制线向所述 放电控制TFT施加放电控制电压，其中，下公共线形成到所述主显示单元和所述辅显示单 元的外部，通过所述下公共线向所述上公共线施加公共电压。
所述下公共线包括第一下公共线和第二下公共线，该第一下公共线包围所述主显 示单元的外部同时朝向所述线单元敞开，该第二下公共线包围所述辅显示单元的外部同时 朝向所述线单元敞开。
所述第一 TFT和所述第二 TFT形成在所述选通线上。所述主显示单元的第一存储 电容器、所述辅显示单元的第二存储电容器、以及所述放电控制TFT形成在所述放电控制 线上。
所述第一存储电容器由所述第一 TFT的漏极与所述放电控制线形成，所述第一 TFT的漏极与所述放电控制线彼此交叠并且其间插置有栅绝缘层。所述第二存储电容器由 所述第二 TFT的漏极与所述放电控制线形成，所述第二 TFT的漏极与所述放电控制线彼此 交叠并且其间插置有栅绝缘层。
当实现2D图像时，向多个像素的放电控制TFT共同施加与扫描脉冲的选通低电 压具有相同电平的放电控制电压。当实现3D图像时，向所述多个像素的所述放电控制 TFT共同施加具有比所述选通低电压高并且比所述扫描脉冲的选通高电压低的略微导通 (slight-on)电平的放电控制电压。
所述线单元的所述选通线和所述放电控制线形成在与所述下公共线相同水平的层上，并在所述主显示单元与所述辅显示单元之间交叉，以彼此平行地定位。


包括附图以提供对本发明的进一步的理解，附图被并入并组成该说明书的一部 分，附图例示了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中
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图1和图2例示了根据本发明的示例实施方式的偏振眼镜型立体图像显示器 3示意性例示了在图2中示出的多个像素中的一个像素；4例示了取决于驱动模式的放电控制电压的生成电平；5是根据本发明的示例实施方式的像素的等效电路图；6例示了线单元的选通线和放电控制线以及形成在像素外部的下公共线；7详细例示了具有如图5所示的电路构造的像素的线单元；8A是沿图7的线1-1’截取的截面图；SB是沿图7的线2-2’截取的截面图；9例示了在各驱动模式中的像素的充电和放电波形；以及 10例示了 2D模式和3D模式中的像素的显示图像。
具体实施方式
下面将具体描述本发明的实施方式，在附图中例示了其示例。相同的附图标记将 尽可能地在整个附图中表示相同的或相似的部件。应注意的是，如果已知技术的具体描述 被确定为会误导本发明的实施方式，则省略这些已知技术的具体描述。
将参照图1至图10描述本发明的示例实施方式。
图1和图2例示了根据本发明的示例实施方式的偏振眼镜型立体图像显示器。图 3示意性例示了在图2中示出的多个像素中的一个像素。图4例示了取决于驱动模式的放 电控制电压的生成电平。
如图1至图4所示，根据本发明的实施方式的立体图像显示器包括显示元件10、图 案化延迟器20、控制器30、面板驱动电路40和偏振眼镜50。
显示元件10可以实现为例如以下各项的平板显示器液晶显示器(IXD)、场致发 射显示器(FED)、等离子显示板(PDP)显示器、包括无机电致发光元件和有机发光二极管 (OLED)的电致发光装置(EL)、以及电泳显示器(EH))。在下面的描述中，利用液晶显示器作 为显示元件10来描述根据本发明的实施方式的立体图像显示器。
显示元件10包括显示面板11、上偏振膜I la、下偏振膜lib。
显示面板11在2D模式中显示2D图像，并且在3D模式中显示3D图像。显示面板 11包括上玻璃基板、下玻璃基板以及在上玻璃基板和下玻璃基板之间的液晶层。多条数据 线DL、与多条数据线DL交叉的多条选通线GL、彼此电连接并供应有公共电压Vcom的下公 共线VCLla及VCLlb和上公共线VCL2、供应有放电控制电压V3D的放电控制线V3DL等形成 在显示面板11的下玻璃基板上。黑底和滤色器形成在显示面板11的上玻璃基板上。
上偏振膜Ila附接至显示面板11的上玻璃基板，并且下偏振膜Ilb附接至显示面 板11的下玻璃基板。用于设置液晶的预倾角的对准层分别形成在显示面板11的上玻璃基 板和下玻璃基板上。在例如扭曲向列(TN)模式和垂直对准(VA)模式的垂直电场驱动方式中，供应有公共电压Vcom的公共电极可以形成在上玻璃基板上。在例如面内切换(IPS)模 式和边缘场切换(FFS)模式的水平电场驱动方式中，公共电极可以与像素电极一起形成在 下玻璃基板上。柱状间隔体可以形成在上玻璃基板和下玻璃基板之间，以保持显示面板11 的液晶单元的单元间隙恒定。
根据本发明的实施方式的显示元件10可以实现为包括透射式液晶显示器、半透 射式液晶显示器以及反射式液晶显示器的任何类型的液晶显示器。背光单元12在透射式 液晶显示器和半透射式液晶显示器中是必需的。背光单元12可以实现为直下式背光单元 或边缘式背光单元。
基于数据线DL和选通线GL之间的交叉结构将多个单元像素按照矩阵形式布置在 显示面板11上，从而构成像素阵列。各单元像素包括分别显示红色、绿色和蓝色图像的三 个像素PIX。如图3所示，各个像素PIX包括主显示单元MP和充当黑条的辅显示单元SP， 主显示单元MP和辅显示单元SP之间插置有线单元。也就是说，各个像素PIX的主显示单 元MP和辅显示单元SP位于线单元的相对侧。包括在各个像素的线单元中的选通线GL和 放电控制线V3DL在主显示单元MP和辅显示单元SP之间交叉，以彼此平行地定位。第一下 公共线VCLla包围主显示单元MP的外部同时朝向线单元敞开。第二下公共线VCLlb包围 辅显示单元SP的外部同时朝向线单元敞开。
主显示单元MP通过第一薄膜晶体管(TFT) STl连接至数据线DL。辅显示单元SP 通过第二 TFT ST2连接至数据线DL，并且通过放电控制TFT DST连接至上公共线VCL2。响 应于来自选通线GL的扫描脉冲SCAN (在图4中示出)，第一 TFT STl和第二 TFT ST2同时 导通或关断。扫描脉冲SCAN在选通低电压VGL和选通高电压VGH之间摆动。响应于通过 放电控制线V3DL供应的放电控制电压V3D，放电控制TFT DST导通或关断。
如图4所示，响应于模式选择信号SEL在不同的电平处生成放电控制电压V3D。更 具体地，在2D模式，可以在与能够使放电控制TFT DST关断的选通低电压VGL相同的电压 电平处生成放电控制电压V3D。在3D模式，可以在高于选通低电压VGL并低于选通高电压 VGH的略微导通电平SOL处生成放电控制电压V3D，使得其能使放电控制TFT DST略微导 通。在略微导通状态下的TFT的沟道电阻大于在完全导通(full-on)状态下的TFT的沟道 电阻。也就是说，在略微导通状态下的TFT的源极和漏极之间流动的电流量少于在完全导 通状态下的TFT的源极和漏极之间流动的电流量。在3D模式下，放电控制电压V3D可以周 期性地降低至选通低电压VGL的电平，以减少放电控制TFT DST的劣化。在对应于本申请 人的(2011年7月15日提交的)韩国专利申请No. 10-2011-0070327和(2011年9月7日提 交的)No. 10-2011-0090874中具体地公开了上述情况，在此通过引用将它们整体并入。当 选通低电压VGL大约是-5V至OV并且选通高电压VGH大约是25V至30V时，略微导通SOL 的电压可以大约是8V至12V。
主显示单元MP在2D模式下显示2D图像的视频数据，并且在3D模式下显示3D图 像的视频数据。辅显示单元SP在2D模式下显示2D图像的视频数据，但是在3D模式下呈 现黑色灰度级，从而充当有源黑条。辅显示单元SP在2D模式下增加开口率和2D图像的亮 度，并且在3D模式下增加3D图像的垂直视角。可以考虑显示面板的驱动特性、显示图像的 亮度、3D图像的垂直视角、所应用的产品的特性等来适当地设计一个像素PIX的主显示单 元MP和辅显示单元SP的大小和形状。
图案化延迟器20附接至显示面板11的上偏振膜11a。第一图案22形成在图案化 延迟器20的各个奇数行上，并且第二图案24形成在图案化延迟器20的各个偶数行上。第 一图案22的光吸收轴不同于第二图案24的光吸收轴。第一图案22与像素阵列的奇数水 平像素行相对，并且第二图案24与像素阵列的偶数水平像素行相对。第一图案22使通过 上偏振膜Ila入射的线偏振光的相位延迟四分之一波长,并且透射该线偏振光作为第一偏 振光(例如，左圆偏振光)。第二图案24使通过上偏振膜Ila入射的线偏振光的相位延迟四 分之三波长，并且透射该线偏振光作为第二偏振光(例如，右圆偏振光)。
控制器30响应于模式选择信号SEL按照2D模式或3D模式控制面板驱动电路40 的操作。控制器30通过例如触摸屏、在屏显示(0SD)、键盘、鼠标和遥控器的用户接口接收 模式选择信号SEL。控制器30可以响应于模式选择信号SEL在2D操作模式和3D操作模式 之间进行切换。控制器30检测编码到输入图像的数据中的2D/3D识别码(例如，能够编码 到数字广播标准的电子节目指南(EPG)或电子服务指南(ESG)中的2D/3D识别码)，从而在 2D模式和3D模式之间进行区分。
在3D模式下，控制器30将从视频源接收到的3D图像的视频数据划分为左眼图像 的RGB数据和右眼图像的RGB数据，接着将左眼图像的RGB数据和右眼图像的RGB数据供 应至面板驱动电路40的数据驱动器41。为此，控制器30可以包括3D格式化器(未示出)。 在2D模式下，控制器30将从视频源接收到的2D图像的RGB数据供应至数据驱动器41。控 制器30可以包括3D板(未示出)来生成放电控制电压V3D。
控制器30生成用于利用例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能 DE和点时钟DCLK的定时信号控制面板驱动电路40的操作定时的控制信号。
用于控制面板驱动电路40的数据驱动器41的操作定时的数据控制信号包括源起 始脉冲SSP、源采样时钟SSC、源输出使能S0E、极性控制信号POL等。源起始脉冲SSP指示 在显示与一个水平行相对应的数据的一个水平周期中所述与一个水平行相对应的数据的 供应起始时间。源采样时钟SSC基于其上升沿或下降沿控制数据的锁存操作。源输出使能 SOE控制数据驱动器41的输出。极性控制信号POL控制要供应至显示面板11的液晶单元 的数据电压的极性。
用于控制面板驱动电路40的选通驱动器42的操作定时的选通控制信号包括选通 起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能GOE等。选通起始脉冲GSP指示在显示一 个画面的一个垂直周期中扫描操作的起始水平行。选通移位时钟GSC输入至选通驱动器42 内部的移位寄存器，并且顺序地对选通起始脉冲GSP进行移位。选通输出使能GOE控制选 通驱动器42的输出。
控制器30将与输入帧频率同步的定时信号Vsync、Hsync、DE和DCLK的频率乘以 N以获得(f XN)Hz的帧频率，其中，N是等于或大于2的正整数，并且f是输入帧频率。因 此，控制器30可以基于(f X N) Hz的帧频率控制面板驱动电路40的操作。输入帧频率在相 位交替行(PAL )方案中是50Hz，而在国家电视标准委员会(NTSC )方案中是60Hz。
面板驱动电路40包括用于驱动显示面板11的数据线DL的数据驱动器41以及用 于驱动显示面板11的选通线GL的选通驱动器42。
数据驱动器41包括多个驱动集成电路(1C)。多个驱动IC中的各IC包括移位寄 存器、锁存器、数模转换器(DAC)、输出缓冲器等。数据驱动器41响应于数据控制信号SSP、SSC和SOE对2D图像或3D图像的RGB数据进行锁存。数据驱动器41响应于极性控制信号 POL将2D图像或3D图像的RGB数据转换为模拟正伽玛补偿电压和模拟负伽玛补偿电压，并 且转换数据电压的极性。数据驱动器41将数据电压输出至数据线DL，使得数据电压与从选 通驱动器42输出的扫描脉冲(或者选通脉冲)同步。可以通过卷带自动接合(TAB)工艺将 数据驱动器41的驱动IC接合至显示面板11的下玻璃基板。
选通驱动器42响应于选通控制信号GSP、GSC和GOE生成在选通高电压VGH和选 通低电压VGL之间摆动的扫描脉冲。选通驱动器42响应于选通控制信号GSP、GSC和GOE 以行顺序方式将扫描脉冲供应至选通线GL。选通驱动器42包括选通移位寄存器阵列等。 选通驱动器42的选通移位寄存器阵列可以以板内选通驱动器(GIP)方式形成在显示面板 11的显示区域(其中形成有像素阵列)外部的非显示区域中。包括在选通移位寄存器阵列 中的多个选通移位寄存器可以以GIP方式在像素阵列的TFT工艺中与像素阵列一起形成。 选通驱动器42的选通移位寄存器阵列可以实现为通过TAB工艺接合到显示面板11的下玻 璃基板的多个驱动1C。
偏振眼镜50包括具有左眼偏振滤光器的左眼镜片50L和具有右眼偏振滤光器的 右眼镜片50R。左眼偏振滤光器具有与图案化延迟器20的第一图案22相同的光吸收轴，并 且右眼偏振滤光器具有与图案化延迟器20的第二图案24相同的光吸收轴。例如，可以将 左圆偏振滤光器选为偏振眼镜50的左眼偏振滤光器，并且可以将右圆偏振滤光器选为偏 振眼镜50的右眼偏振滤光器。当观看者佩戴偏振眼镜50时，他或她通过他或她的左眼仅 观看左眼图像，并且通过他或她的右眼仅观看右眼图像。结果，他/她可以通过双眼视差感 觉到立体感。
图5是根据本发明的示例实施方式的像素的等效电路图。图6例示了线单元的选 通线和放电控制线以及形成在像素外部的下公共线。图7是详细例示具有如图5所示的电 路构造的像素的线单元的平面图。图8A是沿图7的线1-1’截取的截面图。图SB是沿图 7的线2-2’截取的截面图。在图8A和图8B中，“ACT”表示用于形成TFT的源极和漏极之 间的沟道的有源层，“N+”表示用于TFT的源极和漏极之间的欧姆接触的欧姆接触层，并且 “SUB”表示下玻璃基板。
如图6至图8B所示,像素包括位于线单元的相对侧的主显示单元MP和辅显示单 元SP，其间插置有该线单元。
主显示单元MP包括彼此相对地定位并且形成第一液晶(LC)电容器Clcl的第一像 素电极Epl和第一公共电极Eel。第一像素电极Epl通过第一 TFT STl连接至数据线DL。 第一 TFT STl响应于来自选通线GL的扫描脉冲SCAN而导通，因而将数据线DL上的数据电 压Vdata施加至第一像素电极Epl。第一 TFT STl的栅极连接至选通线GL，第一 TFT STl 的源极SI连接到数据线DL。第一 TFT STl的漏极Dl通过穿过有机绝缘层PAC和无机绝缘 层PAS的第一接触孔CHl连接至第一像素电极Epl。第一 TFT STl的漏极Dl与放电控制 线V3DL交叠,二者之间插置有栅绝缘层GI,以形成第一存储电容器Cstl。第一存储电容器 Cstl 一致地(uniformly)保持第一 LC电容器Clcl的充电电压达预定时段。第一公共电极 Ecl连接至被充电到公共电压Vcom的上公共线VCL2。上公共线VCL2通过穿过有机绝缘层 PAC、无机绝缘层PAS和栅绝缘层GI的接触孔(未示出)连接至第一下公共线VCLla和第二 下公共线VCLlb。因此，上公共线VCL2从第一下公共线VCLla和第二下公共线VCLlb接收公共电压Vcom。
辅显示单元SP包括彼此相对地定位并且形成第二 LC电容器Clc2的第二像素电 极Ep2和第二公共电极Ec2。第二像素电极Ep2通过第二 TFT ST2连接至数据线DL。第 二 TFT ST2响应于来自选通线GL的扫描脉冲SCAN而导通，因而将数据线DL上的数据电压 Vdata施加至第二像素电极Ep2。第二 TFT ST2的栅极连接至选通线GL，第二 TFT ST2的 源极S2连接到数据线DL。第二 TFT ST2的漏极D2通过穿过有机绝缘层PAC和无机绝缘 层PAS的第二接触孔CH2连接至第二像素电极Ep2。第二 TFT ST2的源极S2连接到第一 TFT STl的源极SI。第二 TFT ST2的漏极D2与放电控制线V3DL交叠，二者之间插置有栅 绝缘层GI，以形成第二存储电容器Cst2。第二存储电容器Cst2 —致地保持第二 LC电容器 Clc2的充电电压达预定时段。第二公共电极Ec2连接至被充电到公共电压Vcom的上公共 线 VCL2。
第二像素电极Ep2通过放电控制TFT DST连接至上公共线VCL2。放电控制TFTDST 响应于放电控制电压V3D接通或断开第二像素电极Ep2和上公共线VCL2之间的电流路径。 放电控制TFT DST的栅极连接至放电控制线V3DL，并且放电控制TFTDST的源极S3连接至 第二像素电极Ep2。放电控制TFT DST的漏极D3通过穿过有机绝缘层PAC和无机绝缘层 PAS的第三接触孔CH3连接至上公共线VCL2。放电控制TFT DST的源极S3连接至第二 TFT ST2的漏极D2。
在2D模式下，当施加了与选通低电压VGL具有相同电平的放电控制电压V3D时， 放电控制TFT DST完全关闭放电控制TFT DST的源漏沟道，并且切断在第二像素电极Ep2 和上公共线VCL2之间的电流路径。在3D模式下，当施加了略微导通电平SOL的放电控制 电压V3D时，放电控制TFT DST部分地打开放电控制TFT DST的源漏沟道，并且部分地允许 第二像素电极Ep2和上公共线VCL2之间的电流路径。
放电控制TFT DST可以被设计为使得它具有与第一 TFT STl和第二 TFT ST2相同 的沟道电容。通过将比选通高电压VGH低的略微导通电平SOL的放电控制电压V3D施加至 放电控制线V3DL，放电控制TFT DST由于比完全导通电平低的略微导通电平SOL的电压而 导通。即使第二 TFT ST2和放电控制TFT DST同时导通，流过放电控制TFT DST的电流量 也小于流过第二 TFT ST2的电流量。也就是说，即使第二 TFT ST2和放电控制TFT DST同 时导通，放电控制TFT DST的沟道电阻也大于第二 TFT ST2的沟道电阻。这是因为TFT的 沟道电阻与施加至TFT的栅极的电压成反比。
选通线GL、放电控制线V3DL以及下公共线VCLla和VCLlb可以形成在同一水平层 上。此外,第一像素电极Epl和第二像素电极Ep2、第一公共电极Ecl和第二公共电极Ec2、 以及上公共线VCL2可以形成在同一水平层上。
布置在主显示单元MP和辅显示单元SP之间的线单元的面积必须减小，以增大像 素的开口率。本发明的实施方式被配置为使得线单元仅包括选通线GL和放电控制线V3DL， 并且下公共线VCLla和VCLlb形成到像素的外部，从而减小线单元的面积。在面积减小的 线单元中，第一 TFT STl和第二 TFT ST2形成在选通线GL上，并且第一存储电容器Cstl和 第二存储电容器Cst2以及放电控制TFT DST形成在放电控制线V3DL上。
根据立体图像显示器的上述构造，保留在辅显示单元SP中的第二寄生电容Cgs2 与保留在主显示单元MP中的第一寄生电容Cgsl基本相等。第一寄生电容Cgsl是在第一TFT STl的漏极Dl和选通线GL之间产生的电容。第二寄生电容Cgs2是在第二 TFT ST2的 漏极D2和选通线GL之间产生的电容。如图7所示，理所当然的是，第二寄生电容Cgs2还 包括在第二像素电极Ep2和选通线GL之间产生的电容。然而，该电容的量非常小，因而可 忽略。因为第二像素电极Ep2和选通线GL之间的距离比第二 TFT ST2的漏极D2和选通线 GL之间的距离大得多，所以第二像素电极Ep2和选通线GL之间的电容的量非常小并且可忽 略。如上所述，如果第二寄生电容Cgs2与第一寄生电容Cgsl基本相等，则可以保证主显示 单元MP和辅显示单元SP之间的相同的充电特性。
如果因为线单元的面积减小而导致开口率增加，则辅显示单元SP的第二 LC电容 器Clc2的电容可以增大。此外，如果辅显示单元SP的第二 LC电容器Clc2的电容增大，则 辅显示单元SP的第二存储电容器Cst2的大小可以减小。
图9例示了具有图6至图8B所示的构造的像素在各驱动模式下的充电波形和放 电波形。
参照图6至图9描述像素PIX在各驱动模式下的操作和操作效果。
首先，下面描述像素PIX在2D模式下的操作和操作效果。
在2D模式，可以在与扫描脉冲SCAN的选通低电压VGL相同的电平处生成放电控 制电压V3D。响应于具有选通低电压VGL的电平的放电控制电压V3D将放电控制TFT DST 连续地保持在关断状态。
在以选通高电压VGH输入扫描脉冲SCAN的周期(以下称为Tl周期)期间，第一 TFT STl和第二 TFT ST2以完全导通电平同时导通。由于第一 TFT STl的导通操作，主显示单元 MP的第一像素电极Epl被充电到作为用于显示2D图像的数据电压Vdata的第一像素电压 VEpl。由于第二 TFT ST2的导通操作，辅显示单元SP的第二像素电极Ep2被充电到作为用 于显示2D图像的数据电压Vdata的第二像素电压VEp2。
在以选通低电压VGL输入扫描脉冲SCAN的周期(以下称为T2周期)期间，第一 TFT STl和第二 TFT ST2同时关断。当第一 TFT STl关断时，已被充电至主显示单元MP的第一 像素电极Epl的第一像素电压VEpl因为反冲(kickback)电压的影响而偏移预定值,并接 着由第一存储电容器Cstl保持在偏移后的值。当第二 TFT ST2关断时，已被充电至辅显示 单元SP的第二像素电极Ep2的第二像素电压VEp2因为反冲电压的影响而偏移预定值，并 接着由第二存储电容器Cst2保持在偏移后的值。
在Tl和T2周期期间，通过上公共线VCL2将公共电压Vcom施加至主显示单元MP 的第一公共电极Ecl和辅显示单元SP的第二公共电极Ec2。可以将第一像素电压VEpl和 公共电压Vcom之间的差保持为基本等于第二像素电压VEp2和公共电压Vcom之间的差。在 常黑液晶模式下，液晶单元的透射率与像素电极和公共电极之间的电压差成比例。结果，如 图10的(A)所示,主显示单元MP和辅显示单元SP显示相同灰度级的2D图像。显示在辅 显示单元SP上的2D图像用于增加2D图像的亮度。
接下来，描述像素PIX在3D模式下的操作和操作效果。
在3D模式下,可以在略微导通电平SOL处生成放电控制电压V3D。响应于略微导 通电平SOL的放电控制电压V3D将放电控制TFT DST连续地保持在略微导通状态。
在Tl周期期间，响应于选通高电压VGH的扫描脉冲SCAN，第一 TFT STl和第二 TFT ST2以完全导通电平同时导通。由于第一 TFT STl的导通操作，主显示单元MP的第一像素电极Epl被充电到作为用于显示3D图像的数据电压Vdata的第一像素电压VEpl。由于第二 TFT ST2的导通操作，辅显示单元SP的第二像素电极Ep2被充电到作为用于显示3D图像的数据电压Vdata的第二像素电压VEp2。在Tl周期期间，具有略微导通电平的导通状态的放电控制TFT DST的沟道电阻远大于具有完全导通电平的导通状态的第二 TFT ST2的沟道电阻。因此，从第二像素电极Ep2流出的放电电流远小于进入第二像素电极Ep2的充电电流。结果，在Tl周期期间，具有略微导通电平的导通状态的放电控制TFT DST几乎不影响第二像素电压VEp2的充电特性。
在T2周期期间，响应于选通低电压VGL的扫描脉冲SCAN，第一 TFT STl和第二 TFT ST2同时关断。当第一 TFT STl关断时，已被充电至主显示单元MP的第一像素电极Epl的第一像素电压VEpl因为反冲电压的影响而偏移预定值，并接着由第一存储电容器Cstl保持在偏移后的值。当第二 TFT ST2关断时，已被充电至辅显示单元SP的第二像素电极Ep2 的第二像素电压VEp2因为经由放电控制TFT DST流出的放电电流而在预定时段放电至公共电压Vcom的电平。具有略微导通电平的导通状态的放电控制TFT DST的沟道电阻远小于具有关断状态的第二 TFT ST2的沟道电阻。结果，已经通过放电控制TFT DST被充电至辅显示单元SP的第二像素电极Ep2的第二像素电压VEp2逐渐放电至公共电压Vcom的电平，而不存在反冲电压的影响。
与第一像素电压VEpI和公共电压Vcom之间的差不同，第二像素电压VEp2和公共电压Vcom之间的差在第二像素电极Ep2放电完成时基本变为零。结果，如图10的(B)所示，根据常黑液晶模式下的电压差-透射率特性，主显示单元MP显示预定灰度级的3D图像，并且辅显示单元SP显示黑色灰度级的图像。因此，辅显示单元SP充当有源黑条。显示在辅显示单元SP上的黑色图像增大了在垂直方向上彼此邻近的3D图像之间(B卩，左眼图像和右眼图像之间)的显示距离。因此，利用辅显示单元SP的黑色图像可以广泛地确保不产生串扰的3D图像的垂直视角而无需单独的黑色条带图案。
如上所述，根据本发明的实施方式的立体图像显示器将各个像素划分为主显示单元和辅显示单元，将一条选通线指配给各个像素，并且利用放电控制电压同时控制辅显示单元的放电控制TFT。根据本发明的实施方式的立体图像显示器在2D模式中关断放电控制 TFT，从而在主显示单元和辅显示单元上显示同一 2D图像，并且在3D模式中略微导通放电控制TFT，从而使用辅显示单元作为有源黑条。从而，根据本发明的实施方式的立体图像显示器能够在不增加选通线的数量的情况下改进2D图像的亮度和3D图像的垂直视角。
此外，本发明的实施方式在布置在主显示单元和辅显示单元之间的线单元中仅形成选通线和放电控制线，并将下公共线形成到像素的外部，从而减小线单元的面积。在面积减小的线单元中，第一 TFT和第二 TFT形成在选通线上，并且第一存储电容器和第二存储电容器以及放电控制TFT形成在放电控制线上。从而，由于保留在主显示单元中的寄生电容和保留在辅显示单元中的寄生电容可以以基本相同的水平调节，所以可以确保主显示单元和辅显示单元之间的相同的充电特性。此外，因为像素的开口率可以增加，所以辅显示单元的第二存储电 容器的大小可以减小。
尽管已经参照实施方式的多个示例实施方式描述了实施方式，但是应理解的是， 可以由本领域技术人员设计将落入本公开的原理的范围内的许多其它修改和实施方式。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内的主题组合配置的组件部件和/或配置的各种修改和变化是可行的。除组件部件和/或配置的变化和修改以外，另选的用途对于本领域技术人员也是明显的。
本申请要求2011年10月6日提交的韩国专利申请No. 10-2011-0102070的优先权，针对所有目的，通过引用将其并入本文，如同在此进行了完整阐述一样。
权利要求
1.一种立体图像显示器，该立体图像显示器包括被配置为选择性地显示2D图像和3D图像的显示面板，所述显示面板包括多个像素；以及被配置为将来自所述显示面板的光分为第一偏振光和第二偏振光的图案化延迟器， 其中，所述多个像素中的各个像素包括主显示单元，该主显示单元包括第一像素电极和第一公共电极，所述第一像素电极通过第一薄膜晶体管(TFT)连接至数据线，所述第一公共电极与所述第一像素电极相对并且连接至上公共线；辅显示单元，该辅显示单元包括第二像素电极和第二公共电极，所述第二像素电极通过第二 TFT连接至所述数据线并且通过放电控制TFT连接至所述上公共线，所述第二公共电极与所述第二像素电极相对并且连接至所述上公共线；以及线单元，该线单元布置在所述主显示单元和所述辅显示单元之间，所述线单元包括选通线和放电控制线，通过所述选通线向所述第一 TFT和所述第二 TFT共同施加扫描脉冲，通过所述放电控制线向所述放电控制TFT施加放电控制电压，其中，下公共线形成到所述主显示单元和所述辅显示单元的外部，通过所述下公共线向所述上公共线施加公共电压。
2.根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中，所述下公共线包括第一下公共线，该第一下公共线包围所述主显示单元的外部同时朝向所述线单元敞开；以及第二下公共线，该第二下公共线包围所述辅显示单元的外部同时朝向所述线单元敞开。
3.根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中，所述第一TFT和所述第二 TFT形成在所述选通线上，其中，所述主显示单元的第一存储电容器、所述辅显示单元的第二存储电容器、以及所述放电控制TFT形成在所述放电控制线上。
4.根据权利要求3所述的立体图像显示器，其中，所述第一存储电容器由所述第一TFT 的漏极与所述放电控制线形成，所述第一 TFT的漏极与所述放电控制线彼此交叠并且其间插置有栅绝缘层，其中，所述第二存储电容器由所述第二 TFT的漏极与所述放电控制线形成，所述第二 TFT的漏极与所述放电控制线彼此交叠并且其间插置有栅绝缘层。
5.根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中，当实现2D图像时，向所述多个像素的放电控制TFT共同施加与扫描脉冲的选通低电压具有相同电平的放电控制电压，其中，当实现3D图像时，向所述多个像素的放电控制TFT共同施加比所述选通低电压高并且比所述扫描脉冲的选通高电压低的略微导通电平的放电控制电压。
6.根据权利要求1所述的立体图像显示器，其中，所述线单元的所述选通线和所述放电控制线形成在与所述下公共线相同水平的层上，并在所述主显示单元与所述辅显示单元之间交叉，以彼此平行地定位。
全文摘要
本发明提供一种立体图像显示器，该立体图像显示器包括显示面板和图案化延迟器，显示面板包括多个像素。各个像素包括主显示单元，其包括通过第一薄膜晶体管(TFT)连接到数据线的第一像素电极，以及连接到上公共线的第一公共电极；辅显示单元，其包括通过第二TFT连接到所述数据线并通过放电控制TFT连接到所述上公共线的第二像素电极，以及连接到所述上公共线的第二公共电极；以及所述主显示单元和所述辅显示单元之间的线单元。所述线单元包括选通线和放电控制线，通过该选通线将扫描脉冲施加于所述第一TFT和所述第二TFT，通过该放电控制线将放电控制电压施加于所述放电控制TFT。
文档编号H04N13/04GK103033963SQ20121032833
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月6日 优先权日2011年10月6日
发明者金硕, 黄旷兆, 金义泰 申请人:乐金显示有限公司